基于信息化平臺(tái)的無(wú)機(jī)化學(xué)混合教學(xué)的實(shí)施

尹霞，趙艷，趙敬哲

湖南大學(xué)化學(xué)化工學(xué)院，長(zhǎng)沙 410082

無(wú)機(jī)化學(xué)是所有化學(xué)化工專業(yè)本科生步入大學(xué)的第一門化學(xué)基礎(chǔ)課，也為后續(xù)專業(yè)基礎(chǔ)課程(分析化學(xué)、有機(jī)化學(xué)和物理化學(xué))的學(xué)習(xí)打下理論基礎(chǔ)，主要包括化學(xué)基本理論、物質(zhì)的結(jié)構(gòu)與元素化學(xué)三大部分，其內(nèi)容龐雜，尤其是元素化學(xué)知識(shí)點(diǎn)繁多，規(guī)律性差。對(duì)于初入大學(xué)、知識(shí)程度參差不齊的學(xué)生來(lái)說(shuō)，無(wú)論是學(xué)習(xí)的方式、抑或教學(xué)的進(jìn)度都與高中時(shí)期有了很大的差別，而在傳統(tǒng)的“以教師為中心”的教學(xué)模式中，學(xué)生被動(dòng)接受知識(shí)，疲于記憶，缺乏思考，不僅難以提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和自主學(xué)習(xí)能力，也無(wú)法滿足網(wǎng)絡(luò)時(shí)代學(xué)生的個(gè)性化學(xué)習(xí)需求、實(shí)現(xiàn)“以學(xué)生為中心”的教學(xué)目的。近年來(lái)我們教學(xué)團(tuán)隊(duì)依據(jù)建構(gòu)主義學(xué)習(xí)理論[1,2]，圍繞學(xué)生知識(shí)、能力和素質(zhì)三方面的綜合培養(yǎng)，通過(guò)合理設(shè)計(jì)教學(xué)內(nèi)容，建設(shè)課程的信息化資源平臺(tái)，進(jìn)行線上線下混合教學(xué)模式的探索與實(shí)施。主要思路如圖1所示。

圖1 混合教學(xué)模式的設(shè)計(jì)思路

1 教學(xué)內(nèi)容合理編排

由于無(wú)機(jī)化學(xué)課時(shí)減少與教學(xué)內(nèi)容增加的矛盾日益凸顯，若所有內(nèi)容均在課堂講授，不僅難以突出教學(xué)重點(diǎn)，也不利于提高學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性和主動(dòng)性，為此我們將無(wú)機(jī)化學(xué)所有章節(jié)內(nèi)容進(jìn)行合理編排，分為自學(xué)部分、課堂講解、重難點(diǎn)討論和拓展內(nèi)容，并在知識(shí)點(diǎn)中隱形植入思政元素，以便合理分配線上線下的時(shí)間和內(nèi)容，在壓縮課時(shí)的前提下，讓學(xué)生獲得更多的信息量，滿足不同程度學(xué)生的個(gè)性化學(xué)習(xí)要求，讓課程具有高階性和創(chuàng)新性。表1中列舉部分章節(jié)的內(nèi)容分配。

表1 部分章節(jié)的內(nèi)容編排

自學(xué)部分主要是各章節(jié)中相對(duì)較為淺顯的知識(shí)點(diǎn)，讓學(xué)生通過(guò)多種形式進(jìn)行線上自學(xué)，包括視頻講解、語(yǔ)言PPT推送、小組討論等，完成的效果可以通過(guò)線上習(xí)題測(cè)試或課堂討論及小測(cè)試的形式進(jìn)行檢查和鞏固，這是課程學(xué)習(xí)的第一層次。課堂講解部分主要包括無(wú)機(jī)化學(xué)的基礎(chǔ)理論、結(jié)構(gòu)部分及元素化學(xué)的基本知識(shí)點(diǎn)，采用教師主講、學(xué)生討論的形式，教師通過(guò)課前學(xué)情分析準(zhǔn)備精準(zhǔn)教學(xué)，課中重點(diǎn)講解和討論，課后通過(guò)習(xí)題與測(cè)試進(jìn)行鞏固，是課程學(xué)習(xí)的第二層次。重難點(diǎn)討論是大部分學(xué)生課程學(xué)習(xí)的“攔路虎”，如配位化學(xué)基礎(chǔ)中的晶體場(chǎng)理論，針對(duì)這些內(nèi)容，我們?cè)诮虒W(xué)中采用問(wèn)題探究、任務(wù)驅(qū)動(dòng)的形式，通過(guò)課前布置任務(wù)，課堂短時(shí)討論及課后小組學(xué)習(xí)，同時(shí)有針對(duì)性地制作重難點(diǎn)微視頻輔助教學(xué)，幫助學(xué)生加深理解，這是課程學(xué)習(xí)的第三層次。拓展內(nèi)容的學(xué)習(xí)是在完成教學(xué)大綱的基礎(chǔ)上，鼓勵(lì)學(xué)有余力的學(xué)生進(jìn)行深入學(xué)習(xí)，針對(duì)某些知識(shí)點(diǎn)進(jìn)行深入探究和對(duì)某些問(wèn)題的不同觀點(diǎn)展開(kāi)討論，部分參考學(xué)習(xí)資源由信息化平臺(tái)提供，更多的是引導(dǎo)學(xué)生查閱文獻(xiàn)、自主學(xué)習(xí)，這是課程學(xué)習(xí)的第四層次。通過(guò)四個(gè)層次的課程內(nèi)容編排，利于不同程度的學(xué)生開(kāi)展自我進(jìn)階式學(xué)習(xí)，有助于培養(yǎng)學(xué)生批判思維及解決問(wèn)題的能力，以及自主獲取知識(shí)、自我更新知識(shí)的能力。

2 信息化資源平臺(tái)建設(shè)

為實(shí)施線上線下混合教學(xué)，我們于2011年開(kāi)始在學(xué)校課程網(wǎng)站建設(shè)無(wú)機(jī)化學(xué)信息化資源平臺(tái)，2017年課程進(jìn)入超星泛雅平臺(tái)，在內(nèi)容與形式上不斷更新完善，形成師生共建的課程資源平臺(tái)。

2.1 師生共建資源

我們依托超星泛雅進(jìn)行課程信息化資源庫(kù)的建設(shè)，主要內(nèi)容涵蓋傳統(tǒng)信息化教學(xué)資源所需的課程視頻、教學(xué)全程PPT、動(dòng)畫(huà)庫(kù)和豐富的題庫(kù)，還包括針對(duì)各章節(jié)重難點(diǎn)制作的微視頻和知識(shí)拓展資源，并根據(jù)教學(xué)活動(dòng)反饋的信息不斷進(jìn)行資源的修改、完善與更新，充分滿足學(xué)生的個(gè)性化學(xué)習(xí)需求，這部分內(nèi)容主要由教師提供。另外為充分調(diào)動(dòng)學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性和主觀能動(dòng)性，在資源平臺(tái)開(kāi)辟了學(xué)生成果展示交流區(qū)，主要包括學(xué)生獨(dú)立制作的課后習(xí)題解說(shuō)微視頻，針對(duì)某些知識(shí)點(diǎn)制作的優(yōu)秀微課，以及教學(xué)活動(dòng)中錄制的各種優(yōu)秀作品，并不斷更新迭代。

我們的信息化資源平臺(tái)從師生雙主體視角對(duì)教學(xué)資源進(jìn)行優(yōu)化整合，不僅為學(xué)生獲取知識(shí)、交流討論提供線上資源與空間，更為他們展示自我能力和成果提供舞臺(tái)，讓學(xué)生在教學(xué)活動(dòng)中充分體會(huì)成就感，提高他們的學(xué)習(xí)積極主動(dòng)性、激發(fā)內(nèi)在學(xué)習(xí)動(dòng)力。

2.2 碎片知識(shí)系統(tǒng)化導(dǎo)圖

目前的網(wǎng)絡(luò)課程資源的特點(diǎn)之一是便于學(xué)生利用碎片化時(shí)間進(jìn)行學(xué)習(xí)，因此提供的課程視頻均采用內(nèi)容碎片化方式。但信息資源將知識(shí)碎片化的同時(shí)，會(huì)造成知識(shí)的系統(tǒng)性在一定程度上的缺失。基于此我們借助超星泛雅平臺(tái)建立便于檢索的立體化超鏈接課程思維導(dǎo)圖，每章的思維導(dǎo)圖均有相應(yīng)的二維碼便于學(xué)生查找，導(dǎo)圖不僅包括章節(jié)內(nèi)知識(shí)點(diǎn)之間的關(guān)聯(lián)，還將重難點(diǎn)微視頻、動(dòng)畫(huà)等鏈接其中，實(shí)現(xiàn)碎片知識(shí)的系統(tǒng)化、立體化，解決碎片知識(shí)迷航問(wèn)題，意味著讓落葉般的碎片知識(shí)“重回枝頭”。學(xué)生可以在手機(jī)學(xué)習(xí)通平臺(tái)直接查找導(dǎo)圖及其鏈接的各種資源，也可以用學(xué)習(xí)通APP掃描二維碼以便快速獲得相應(yīng)章節(jié)的導(dǎo)圖并將其放大。圖2中給出硼族元素章節(jié)的思維導(dǎo)圖和相應(yīng)二維碼。

圖2 硼族元素的思維導(dǎo)圖及其二維碼

3 混合教學(xué)模式的實(shí)施

在課程教學(xué)活動(dòng)中，傳統(tǒng)單一化的教學(xué)方式弊端凸顯，早已不能滿足互聯(lián)網(wǎng)時(shí)代學(xué)生的需求。為此我們以信息化資源平臺(tái)和智慧教室為依托，依據(jù)線上學(xué)情統(tǒng)計(jì)的數(shù)據(jù)聚焦教學(xué)中的問(wèn)題，進(jìn)行交互學(xué)習(xí)的多模式的混合教學(xué)，將課程信息化平臺(tái)與教學(xué)活動(dòng)有機(jī)融合。我們?cè)谡n程教學(xué)活動(dòng)中的交互學(xué)習(xí)[3]主要包括學(xué)生與資源平臺(tái)的交互，學(xué)生之間、師生之間的交互，以及學(xué)生個(gè)體原有的知識(shí)結(jié)構(gòu)與新知識(shí)的交互。而多模式混合教學(xué)包含課堂翻轉(zhuǎn)、小班拓展討論以及趣味實(shí)驗(yàn)等多種教學(xué)活動(dòng)。具體安排如圖3所示。

圖3 混合教學(xué)模式的實(shí)施安排

3.1 課堂翻轉(zhuǎn)

教師針對(duì)不同教學(xué)內(nèi)容尤其是課程的重難點(diǎn)，課前發(fā)布線上任務(wù)，收集學(xué)生的學(xué)情統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，精準(zhǔn)設(shè)計(jì)教學(xué)各環(huán)節(jié)，課堂上利用問(wèn)題引導(dǎo)、小組討論、同伴教學(xué)、案例分析等活動(dòng)，結(jié)合智慧教室的多屏互動(dòng)，引導(dǎo)學(xué)生主動(dòng)思考、交流討論并理清思路，課后發(fā)布小測(cè)試及時(shí)反饋學(xué)情，以此實(shí)施知識(shí)點(diǎn)的精準(zhǔn)教學(xué)。

對(duì)于部分綜合性的知識(shí)點(diǎn)，比如元素的定性分析中的硫化氫系統(tǒng)分析法，教師精心設(shè)計(jì)翻轉(zhuǎn)課堂的三個(gè)環(huán)節(jié)：課前準(zhǔn)備、課堂翻轉(zhuǎn)以及課后鞏固。在實(shí)施過(guò)程中，教師發(fā)布課前任務(wù)單明確小組與個(gè)人的具體學(xué)習(xí)內(nèi)容及要求，推送視頻資料與習(xí)題，學(xué)生通過(guò)分組學(xué)習(xí)，協(xié)作完成各項(xiàng)任務(wù)。教師結(jié)合課前的學(xué)情分析，設(shè)計(jì)課堂具體實(shí)施方案。課堂上以學(xué)生為主體，教師為主導(dǎo)，對(duì)于重難點(diǎn)展開(kāi)小組講解、討論與練習(xí)，教學(xué)活動(dòng)中引導(dǎo)學(xué)生加強(qiáng)小組合作意識(shí)和個(gè)人的參與度。活動(dòng)評(píng)分采用小組互評(píng)與教師評(píng)價(jià)相結(jié)合的模式，極大提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣與積極性，增加團(tuán)隊(duì)合作交流意識(shí)，在理解、掌握與鞏固知識(shí)的基礎(chǔ)上，激發(fā)學(xué)生的深度思考。課后教師在線推送習(xí)題測(cè)試幫助學(xué)生鞏固知識(shí)點(diǎn)，同時(shí)推送拓展學(xué)習(xí)資料滿足部分學(xué)生的個(gè)性化需求。

3.2 拓展討論

組織學(xué)生定期開(kāi)展主題拓展討論，內(nèi)容由師生共同精心挑選，將化學(xué)與生產(chǎn)生活、節(jié)能環(huán)保、歷史、科學(xué)前沿等主題相結(jié)合，拓展學(xué)生的視野，培養(yǎng)學(xué)生正確價(jià)值觀。學(xué)生以小組為單位自主選題后，首先在課前進(jìn)行文獻(xiàn)查閱，線上相互交流與討論，制作并修改PPT，然后各小組在課堂就主題進(jìn)行講解、組間討論與答疑，以及小組互評(píng)，同時(shí)對(duì)課堂活動(dòng)全程錄像，課后各組撰寫(xiě)主題報(bào)告與總結(jié)反思，并剪輯視頻，最后在線上進(jìn)行成果展示。通過(guò)拓展討論的各環(huán)節(jié)實(shí)施，培養(yǎng)學(xué)生運(yùn)用所學(xué)知識(shí)分析問(wèn)題的能力，激發(fā)對(duì)科學(xué)研究的興趣，明確團(tuán)隊(duì)合作的重要性。

3.3 趣味實(shí)驗(yàn)

鼓勵(lì)學(xué)生利用所學(xué)理論開(kāi)展趣味實(shí)驗(yàn)，或?qū)τ袪?zhēng)議的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象進(jìn)行實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證，培養(yǎng)學(xué)生理論聯(lián)系實(shí)驗(yàn)的能力。學(xué)生以小組為單位，首先進(jìn)行文獻(xiàn)查閱，設(shè)計(jì)并提交可行性實(shí)驗(yàn)方案，經(jīng)教師修改確認(rèn)后進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中遇到問(wèn)題或?qū)嶒?yàn)失敗，生生或師生間交流討論并提出解決方案，并對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果展開(kāi)分析討論。最后就實(shí)驗(yàn)過(guò)程及原理制作視頻，教師挑選優(yōu)秀作品在線上進(jìn)行展示。通過(guò)這一教學(xué)活動(dòng)不僅培養(yǎng)學(xué)生理論聯(lián)系實(shí)驗(yàn)、批判性思維與解決問(wèn)題的能力，提高學(xué)生探究科學(xué)問(wèn)題的興趣，也極大滿足了學(xué)生的成就感。

通過(guò)多元混合教學(xué)模式，幫助學(xué)生實(shí)現(xiàn)從記憶、理解、應(yīng)用的初階認(rèn)知到分析、評(píng)價(jià)、創(chuàng)造的高階認(rèn)知的提升。

4 教學(xué)評(píng)價(jià)多維化

在傳統(tǒng)考核模式中考核方式較為單一，主要以學(xué)生的期末考試成績(jī)?yōu)橹鳎綍r(shí)成績(jī)并未得到重視，也很難拉開(kāi)差距，導(dǎo)致的結(jié)果就是很多學(xué)生平時(shí)不認(rèn)真，考前短時(shí)間內(nèi)突擊學(xué)習(xí)以應(yīng)付考試，不利于學(xué)生綜合素質(zhì)的培養(yǎng)。為了科學(xué)客觀地反饋學(xué)生學(xué)情，我們依據(jù)信息化平臺(tái)的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，注重學(xué)生學(xué)習(xí)過(guò)程的考核，考核的具體內(nèi)容及評(píng)價(jià)主體均實(shí)現(xiàn)多維化。考核內(nèi)容由過(guò)程性考核和期末考試兩大部分構(gòu)成，采用百分制。過(guò)程性考核成績(jī)占總成績(jī)的權(quán)重為55%，期末考試占總成績(jī)的45%。其中過(guò)程性考核包括信息化平臺(tái)任務(wù)、觀看視頻、階段測(cè)試、課堂互動(dòng)、趣味實(shí)驗(yàn)、翻轉(zhuǎn)課堂、主題討論和期中考試等平時(shí)學(xué)習(xí)活動(dòng)的考核，而這部分考核成績(jī)主要由信息化平臺(tái)的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)和師生的共同評(píng)價(jià)所構(gòu)成。我們采用的多維化評(píng)價(jià)體系不僅能客觀反映學(xué)生的學(xué)習(xí)過(guò)程情況，也有利于督促并鼓勵(lì)學(xué)生積極參與平時(shí)的各種學(xué)習(xí)活動(dòng)，很大程度上避免了學(xué)生采用在考試前突擊備考的應(yīng)試學(xué)習(xí)方式。

5 結(jié)語(yǔ)

通過(guò)基于信息化平臺(tái)的無(wú)機(jī)化學(xué)混合教學(xué)模式的實(shí)施，圍繞“以學(xué)生為中心”，讓教學(xué)內(nèi)容具有進(jìn)階性和思政性，教學(xué)環(huán)境具有智慧性，教學(xué)活動(dòng)具有多元性，教學(xué)資源具有共建性，考核評(píng)價(jià)具有多維性，滿足了不同程度學(xué)生的個(gè)性化學(xué)習(xí)需求，調(diào)動(dòng)了學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性與主動(dòng)性。通過(guò)教、學(xué)、評(píng)的重塑，不僅讓學(xué)生在知識(shí)、能力和素質(zhì)三方面得到提升，也通過(guò)教育反哺實(shí)現(xiàn)教學(xué)相長(zhǎng)。